JP3798396B2 - 建築板印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット印刷技術を利用した建築板印刷装置に係り、詳しくは１枚の板ごとに、解像度を変えることが可能な建築板印刷装置に関する。

従来のインクジェット印刷技術を利用した建築板印刷装置、特に、各色印刷ヘッド分離固定型のフルカラーインクジェット方式によるラインプリンタは、縦方向（建築板搬送方向）の印刷ドットピッチを、被印刷板の走行速度ｖやノズル開閉周波数ｆを変えることによって変化させることができる。これに対して、横方向（建築板搬送方向に直交する方向）の印刷ドットピッチについては、ノズル配列ピッチＰが固定されてしまうから、変更することができず、固定の印刷解像度になってしまう。

連続加工においては、品種ごとに生産速度を変えることは好ましくないので、被印刷板の走行速度ｖは一定であるとした場合、単位時間当たりの走行距離が決まる。これに伴い、ｖの値に応じ、横方向のノズル配列ピッチＰが決められる。その場合、ｖ＝Ｐ×ｆの関係があるので、ｆについても実現できる範囲内の値に設定する必要がある。

ところで、外壁板の意匠（柄模様）は多様であり、その表現面において、印刷解像度の影響力は極めて大きい。そのため、品種によっては、印刷解像度を変えて表現したいところである。

また、一定の細かなピッチで並列された複数ノズルの中から、所望のピッチで数個おきに配列されたノズルを選択して使用するものとすれば、見かけ上の印刷解像度である印刷ドット密度を変えることができるかもしれないが、使用するノズルを選択することになるので、細かな解像度の制御ができない。

用紙に印刷するプリンタとしてならば、主走査方向に往復移動可能なノズル列の傾斜角度を設定してドットピッチを変更するものが知られているが（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、建築板印刷装置のように大がかりで高速性能が求められるものにそのまま適用することはできない。
特開２００２−１１３８４９号公報 特開平５−９６７２８号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、横方向の印刷ドットピッチを変更することが可能な建築板印刷装置を提供することを目的とする。

本発明の建築板印刷装置は、建築板搬送方向に直交する方向である建築板の横方向幅にわたってインクジェットノズルが直線状に配設されている基体がその端部の点を中心として回動自在に取り付けられている印刷ヘッドを備え、前記印刷ヘッドは、前記基体を第１基体として、第１基体にスライド可能に取り付けられ、各インクジェットノズルの建築板搬送方向の位置が第１基体のインクジェットノズルの位置と揃えられたままで第１基体と共に回動する第２基体を有する。

また、前記第２基体は、ボールねじによって第１基体に対してスライドすることで、正確にスライドさせることができる。

また、前記第１基体と第２基体は同色のインクに対するものであることで、印刷ドットのパンチ力をつけることができる。

本発明によれば、建築板印刷装置の横方向の印刷ドットピッチをきめ細かく変更することができるとともに、建築板に印刷する装置としてコンパクトにすることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の原理を説明するための建築板印刷装置の印刷ヘッドの配置例を示す図である。建築板が建築板搬送方向に搬送される間に、その上部にシアン色の印刷ヘッドＨＣ、マゼンタ色の印刷ヘッドＨＭ、黄色の印刷ヘッドＨＹ、及び黒色の印刷ヘッドＨＫが備えられる。各印刷ヘッドＨＣ、ＨＭ、ＨＹ、ＨＫは固定ヘッドのヘッド分離方式となる。

図２は、本発明の原理を説明するための建築板印刷装置の印刷ヘッドの例を示す図である。印刷ヘッドＨはその基体にインクジェットノズルが直線状に配設されており、基体はモータＭによってその端部の点Ａを中心に横方向に対する傾斜角度θを変えることができるようになっている。基体をモータＭで回転させることで、横方向に対して傾斜角度θでノズルラインを配置することが可能である。実施する傾斜角度を数段階とし、それぞれの傾斜角度の位置にてロックＲによって印刷ヘッドＨが固定される。その結果、図面上、各ノズル位置から基準定位置ライン（ストッパＳによって基体が固定される位置）への投影点の間隔として、横方向におけるノズルピッチを小さくすることができる。

なお、基体に配置されるノズル配列ピッチＰは、汎用される解像度を実現するためのノズルピッチとして設計する。この基体を傾斜角度θで固定するので、それよりも高解像度の印刷が可能となる。傾斜角度θについては、例えばレゾルバ（回転型差動トランス）等によって検出が可能である。

図３は、本発明の原理を説明するための建築板印刷装置による印刷制御方法を示す図である。横方向に対して傾斜角度θでノズルアレイが配置された場合、ノズルピッチＰ'はＰ'＝Ｐcosθに縮小される。このような横方向の解像度の変化に対応して、ノズル開閉周波数ｆを変化させることで縦方向の解像度も変化させる。被印刷板の走行速度ｖは原則として変えないので、ノズル開閉周波数ｆ'をｆ'＝ｖ／(Ｐcosθ)とする。

また、傾斜ノズルアレイにおける各ノズル位置としては、定ノズル位置からの距離が左隣のノズル位置よりもＰsinθだけ長くなっている。これに伴い、被印刷板の被印刷面先端位置が、Δｔ＝Ｐsinθ/ｖだけ左隣のノズル直下位置よりも早く到達することになる。そこで、各ノズルの動作時期を、左隣ノズルを基準にして、それよりも右側ノズルの方がΔｔだけ早くなるように制御する。

図４は、本発明の実施の形態による建築板印刷装置の印刷ヘッドの例を示す図である。縦方向に３段ノズルアレイを並列している。これは印刷ドットのパンチ力をつけるために、３個のインク滴を重畳させるためのヘッド構成である。そして、印刷解像度も変化させることができるようになっている。図４(a)に示すように、印刷ヘッドＢ2を中心にしてほぼサンドイッチ状態で上下に各印刷ヘッドＢ1，Ｂ3が配置されている。さらに、上下の印刷ヘッドＢ1，Ｂ3については、中心の印刷ヘッドＢ2に対して、左右平行移動可能に取り付けられている（図６に詳細を示す）。

この印刷ヘッド構成では、中心の印刷ヘッドＢ2が中心となって基本位置から図２及び図３に示した回動動作を行うと共に、上下の印刷ヘッドＢ1，Ｂ3を設定された傾斜角度θに応じて適切な位置に移動させることで、印刷ヘッドが傾斜状態となっても３個のインク滴の重畳による印刷ドットのパンチ力をアップすることができる。

このことを図４(b)に示す。中心の印刷ヘッドＢ2のノズルラインａ2がθ傾斜したとき、印刷ヘッドＢ1のノズルラインａ1を、ノズルラインａ2に平行であって斜め上方向へΔａだけスライドさせる。また、印刷ヘッドＢ3のノズルラインａ3についても、同じくノズルラインａ2に平行であって斜め下方向へΔａだけスライドさせる。このように操作することで、同一縦ライン上（建築板走行ライン上）に３個のノズルが間隔ｘ'をおいて並列されるようになる。数値関係は次のようになる。
Δａ＝ｘtanθ
ｘ'＝ｘ／cosθ
ここで、ｘは図４(a)に示すように、ノズルラインａ2に対するノズルラインａ1及びノズルラインａ3の各離隔距離であり、同一距離に設定される（図６に詳細を示す）。

図５は、本実施の形態のノズル配列構成と印刷制御タイミングとの関係を説明する図である。

図５(a)は、ノズルラインａ2が基準位置にある場合（θ＝０の場合）の印刷制御を示しており、ノズルラインａ1のノズルからインク滴が噴射された後、Δｔ＝ｘ／ｖ時間経過したとき、同一縦ライン上のノズルラインａ2のノズルからインク滴が噴射され、さらに、Δｔ＝ｘ／ｖ時間経過したとき、同一縦ライン上のノズルラインａ3のノズルからインク滴が噴射され、３個のインク滴が重畳されて印刷ドットが形成される様子を示している。

図５(b)は、ノズルラインａ2の傾斜角度θ＞０の場合の印刷制御を示しており、同一縦ライン上に並列する３個のノズルからは、ノズルラインａ1のノズルからインク滴が噴射された後、Δｔ'＝ｘ'／ｖ時間経過したとき、ノズルラインａ2のノズルからインク滴が噴射され、さらに、Δｔ'＝ｘ'／ｖ時間経過したとき、ノズルラインａ3のノズルからインク滴が噴射されることは、図５(a)の場合に準じるが、その右隣のノズルについては左隣のノズルの噴射時期よりもΔｔ''＝Ｐsinθ／ｖ時間だけ遅れてインク滴を噴射するように制御する。

図６は、本実施の形態の印刷ヘッド基本構成の具体例を示す図である。リニアガイダーシステムが基本となっており、図４に示す印刷ヘッドＢ1と印刷ヘッドＢ3が、両端のスライダー部ＳＬ1，ＳＬ2として構成され、中央の印刷ヘッドＢ2が、該スライダー部ＳＬ1，ＳＬ2をガイドするレール部ＲＬとして構成されている。該スライダー部ＳＬ1，ＳＬ2及びレール部ＲＬの下面に、それぞれのノズルアレイが形成されている。

各スライダー部ＳＬ1，ＳＬ2は、それぞれ、背面に取り付けられたボールねじＢＳ1，ＢＳ2を専用のステッピングモータＭ2，Ｍ3によって駆動し、水平位置制御を行う（エンコーダ使用）。

また、レール部ＲＬを貫通する軸ＳＦの一端は、回動用のステッピングモータＭ1による回動機構（図示省略）に連結され、他端は円弧状のガイドレールを備えたガイド機構（図示省略）に連結され回転位置制御される（レゾルバ使用）。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

本発明の原理を説明するための建築板印刷装置の印刷ヘッドの配置例を示す図である。 本発明の原理を説明するための建築板印刷装置の印刷ヘッドの例を示す図である。 本発明の原理を説明するための建築板印刷装置による印刷制御方法を示す図である。 本発明の実施の形態による建築板印刷装置の印刷ヘッドの例を示す図である。 本実施の形態のノズル配列構成と印刷制御タイミングとの関係を説明する図である。 本実施の形態の印刷ヘッド基本構成の具体例を示す図である。

符号の説明

ａ1，ａ2，ａ3 ノズルライン
Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 印刷ヘッド
ＢＳ1，ＢＳ2 ボールねじ
Ｈ 印刷ヘッド
ＨＣ シアン色の印刷ヘッド
ＨＫ 黒色の印刷ヘッド
ＨＭ マゼンタ色の印刷ヘッド
ＨＹ 黄色の印刷ヘッド
Ｍ モータ
Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3 ステッピングモータ
Ｒ ロック
ＲＬ レール部
Ｓ ストッパ
ＳＦ 軸
ＳＬ1，ＳＬ2 スライダー部

Claims (3)

1. 建築板搬送方向に直交する方向である建築板の横方向幅にわたってインクジェットノズルが直線状に配設されている基体がその端部の点を中心として回動自在に取り付けられている印刷ヘッドを備え、
   前記印刷ヘッドは、前記基体を第１基体として、第１基体にスライド可能に取り付けられ、各インクジェットノズルの建築板搬送方向の位置が第１基体のインクジェットノズルの位置と揃えられたままで第１基体と共に回動する第２基体を有することを特徴とする建築板印刷装置。
2. 前記第２基体は、ボールねじによって第１基体に対してスライドすることを特徴とする請求項１記載の建築板印刷装置。
3. 前記第１基体と第２基体は同色のインクに対するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の建築板印刷装置。

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